KR20180091324A - Battery cell and Secondary battery assembly comprising the same - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, a battery cell and a battery module having the same can not only simplify a manufacturing process as a modification of bending formation or V-notching or the like is unnecessary in an electrode lead like before and can reduce the manufacturing costs as an additional component is reduced, but also can make safety like preliminarily preventing the electrode from being damaged by vibration or impact while using much better. To this end, the battery cell has a structure for lifting and cutting a coupling region of an electrode tab and the electrode lead quicker than strong expansion force concentrated on a wrinkle unit formed on one side of a pouch case when an inner pressure of the pouch case reaches a threshold pressure due to gas generation.

Description

배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈{Battery cell and Secondary battery assembly comprising the same}[0001] The present invention relates to a battery cell and a battery module including the battery cell,

본 발명은 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이차전지의 내부에 고압의 가스 발생으로 파우치케이스의 내부 압력이 임계 압력에 도달하면 팽창되면서 전극탭과 전극리드의 결합부위를 절단함으로써 배터리 셀의 안전성을 확보할 수 있는 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell and a battery module including the battery cell. More particularly, the present invention relates to a battery cell and a battery module including the battery cell. More particularly, To a battery cell and a battery module including the battery cell.

비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다.As the use of portable electric appliances such as video cameras, portable phones, and portable PCs is being activated, the importance of secondary batteries, which are mainly used as driving power sources, is increasing.

통상적으로 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 랩탑 컴퓨터, 파워 툴, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 대용량 전력 저장 장치 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다.Unlike a primary battery, which can not be charged normally, a secondary battery capable of charging and discharging is active in the development of advanced fields such as a digital camera, a cellular phone, a laptop computer, a power tool, an electric bicycle, an electric vehicle, a hybrid vehicle, Research is underway.

특히, 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하므로 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.In particular, the lithium secondary battery has a higher energy density per unit weight and can be rapidly charged as compared with other secondary batteries such as lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries and nickel-zinc batteries. It is progressing.

리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 다수의 전지를 직렬 또는 병렬로 연결하여 고출력의 전기자동차, 하이브리드 자동차, 파워툴, 전기 자전거, 전력저장장치, UPS 등에 사용된다.The lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V or higher and can be used as a power source for portable electronic devices, or a plurality of batteries can be connected in series or in parallel to a high output electric vehicle, a hybrid vehicle, a power tool, an electric bicycle, Is used.

리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.The lithium secondary battery has a working voltage three times higher than that of a nickel-cadmium battery or a nickel-metal hydride battery, and has an excellent energy density per unit weight, and is rapidly used.

리튬 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. 그리고, 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.The lithium secondary battery can be classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium ion polymer battery using a polymer solid electrolyte depending on the type of electrolyte. The lithium ion polymer battery can be divided into a fully solid lithium ion polymer battery containing no electrolytic solution and a lithium ion polymer battery using a gel polymer electrolyte containing an electrolyte depending on the kind of polymer solid electrolyte.

액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지의 경우 대개 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용된다. 이런 금속 캔을 용기로 사용하는 캔형 이차전지는 형태가 고정되므로 이를 전원으로 사용하는 전기 제품의 디자인을 제약하는 단점이 있고, 부피를 줄이는 데 어려움이 있다. 따라서, 전극조립체와 전해질을 필름으로 만든 파우치 포장재에 넣고 밀봉하여 사용하는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있다.In the case of a lithium ion battery using a liquid electrolyte, it is usually used in a form in which a cylinder or a rectangular metal can is used as a container and welded and sealed. Since the can type secondary battery using such a metal can as a container is fixed in shape, there is a disadvantage that it restricts the design of an electrical product using the metal can as a power source, and it is difficult to reduce the volume. Accordingly, a pouch type secondary battery in which an electrode assembly and an electrolyte are sealed in a film pouch packaging material has been developed and used.

그런데, 리튬 이차전지는 과열이 될 경우 폭발 위험성이 있어서 안전성을 확보하는 것이 중요한 과제 중의 하나이다. 리튬 이차전지의 과열은 여러 가지 원인에서 발생되는데, 그 중 하나가 리튬 이차전지를 통해 한계 이상의 충전이 되는 과충전이 있다. 과충전이 되면 내부 에저지의 증가에 따라 전해액의 분해 및 열폭주 현상(thermal runaway)을 일으킴으로써 결국에는 전지의 폭발까지 이어지게 된다. However, when the lithium secondary battery is overheated, there is a danger of explosion and it is an important task to secure safety. Overheating of a lithium secondary battery occurs for a variety of reasons, one of which is a lithium secondary battery, There is overcharging which becomes charging. When the battery is overcharged, the electrolyte is decomposed and the thermal runaway occurs due to the increase of the jam inside. Eventually, the explosion of the battery is continued.

따라서 리튬 이차전지는 과충전의 발생과 같은 이상 상황으로부터 전지를 보호하기 위해 보호회로와 결합되어 사용되며, 상기 보호회로에는 과충전이 발생되었을 때 충전 전류가 흐르는 선로를 비가역적으로 단선시키는 회로 및 구조를 포함시키는 것이 일반적이다.Therefore, a lithium secondary battery is used in combination with a protection circuit to protect the battery from an abnormal situation such as occurrence of overcharging, and the protection circuit has a circuit and structure for irreversibly disconnecting a line through which a charging current flows when overcharging occurs .

그래서 제안된 종래의 공개특허공보 10-2016-0060510(2016.05.30)의 스웰링 CID(400)(CURRENT INTERRUPT DEVICE; 교류 차단 장치)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 파우치(300)에 고정된 전지부연결단자(410) 및 파우치(300)에 고정되고, 전지부연결단자(410)와 전기적으로 연결된 리드탭연결단자(420)를 포함하고, 파우치(300) 팽창시 파우치(300)의 팽창력에 의하여 전지부연결단자(410) 또는 리드탭연결단자(420) 중 어느 하나가 파손되어 전기적 연결이 차단되는 것을 특징으로 한다.2 and 3, the swelling CID 400 (CURRENT INTERRUPT DEVICE) of the proposed prior art publication 10-2016-0060510 (2016.05.30) And a lead tab connection terminal 420 which is fixed to the pouch 300 and is electrically connected to the electrode connection terminal 410. The pouch 300 is connected to the pouch 300 when the pouch 300 is inflated, The connection part 410 or the lead tab connection terminal 420 is broken and the electrical connection is interrupted.

즉, 상기 전지부연결단자(410)는 파우치(300)에 내장된 전지부(100)와 리드탭연결단자(420)의 사이를 전기적으로 연결하는 것으로서, 전지부연결단자(410)의 변형을 유도하도록 절곡형성되고, 전지부연결단자(410)의 하면을 향해 돌출된 절곡면부(411) 및, 리드탭연결단자(420) 및 파우치(300)와 접착된 접착부(412)를 포함한다.That is, the battery connection terminal 410 electrically connects between the battery unit 100 built in the pouch 300 and the lead tab connection terminal 420, and it is possible to prevent the deformation of the battery connection terminal 410 And includes a bent portion 411 protruding toward the lower surface of the battery connection terminal 410 and a bonding portion 412 bonded to the lead tab connecting terminal 420 and the pouch 300. [

상기 전지부연결단자(410)의 상면은 파우치(300)에 접착되고, 리드탭연결단자(420)의 하면 중 절단부위(421)를 제외한 나머지 부위(422)는 파우치(300)에 부착된다. 절단부위(421)에는 리드탭연결단자(420)의 절단을 유도하는 V노칭(423; V-NOTCHING)이 형성된다.The upper surface of the battery connection terminal 410 is attached to the pouch 300 and the remaining portion 422 of the lower surface of the lead tab connection terminal 420 except for the cut portion 421 is attached to the pouch 300. A V-notching 423 for inducing the cutting of the lead tab connection terminal 420 is formed in the cut portion 421.

이와 같이 구성되는 종래의 스웰링 CID(400)는 전지부(100)와, 전지부(100)와 외부를 연결하는 리드탭(200)과, 전지부(100)를 포장하는 파우치(300)를 포함하는 파우치셀에 장착됨으로써 스웰링 CID(400)가 내장된 파우치셀을 제공하게 된다.The conventional swelling CID 400 having the structure described above includes a battery unit 100, a lead tab 200 connecting the battery unit 100 and the outside, and a pouch 300 for packing the battery unit 100 Thereby providing a pouch cell in which the swelling CID 400 is embedded.

이때, 본 발명의 스웰링 CID(400)는 도 3과 같이 파우치(300) 팽창시 파우치(300)의 팽창력에 의하여 파손됨으로써 전지부(100)의 파손을 방지하게 된다3, the swelling CID 400 of the present invention is broken by the expansion force of the pouch 300 when the pouch 300 is inflated, thereby preventing breakage of the battery unit 100

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 스웰링 CID(400)는 리드탭연결단자(420)에 절단부위(421)가 절단이 용이하도록 V노칭(423)을 형성하고, 상기 리드탭연결단자(420)의 상부에 중첩된 전지부연결단자(410)에 상기 절단부위(421)와 대응되게 접착된 절곡면부(411)를 형성함으로써 파우치(300) 팽창시 파우치(300)의 팽창력에 의해 절곡면부(411)가 상승되면서 절단부위(421)를 잡아 당겨 절단시키는 구조로 되어 있으나, 이러한 구조는 리드탭연결단자(420)와 전지부연결단자(410)의 중첩 및 절곡 형성에 따른 공간 확장으로 인하여 배터리 셀의 부피가 커지고 제조 원가가 상승되는 문제점이 있으며, 또한 리드탭연결단자(420)에 형성된 V노칭(423)은 사용 중 진동 및 충격에 의해 쉽게 파손될 염려가 있기 때문에 안전성을 확보하기 어렵다는 문제점이 있었다.However, in the conventional swelling CID 400 configured as described above, the V-notching 423 is formed on the lead tab connection terminal 420 so that the cut portion 421 can be easily cut, The folded surface portion 411 is formed on the battery connection terminal 410 which is superimposed on the upper portion so as to correspond to the cut portion 421 so that the folded surface portion 411 is formed by the expanding force of the pouch 300 when the pouch 300 is inflated, The structure is such that the lead tab connection terminal 420 and the battery connection terminal 410 are overlapped with each other and the space is enlarged due to the bending of the lead tab connection terminal 410. As a result, The V-notching 423 formed on the lead tab connection terminal 420 may be easily broken due to vibration and impact during use, so that it is difficult to secure safety.

본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로서, 부품수 및 공정을 간소화하여 제조 원가를 낮추고, 사용 중 진동 및 충격에 의해 전극리드가 파손되는 것을 미연에 방지하여 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to solve the conventional problems, and it is an object of the present invention to reduce the manufacturing cost by simplifying the number of parts and processes and to prevent the electrode lead from being damaged by vibration and impact during use, And a battery module including the battery cell.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀은, 전극조립체에 형성된 전극탭; 상기 전극탭에 결합되는 전극리드; 상기 전극리드가 외부로 인출되도록 상기 전극조립체를 밀봉하는 파우치케이스; 및 상기 파우치케이스의 일측에 형성되어 상기 파우치케이스의 내부 압력이 임계 압력에 도달하면 팽창되면서 그 팽창력에 의해 상기 전극탭과 전극리드의 결합부위를 견인하여 절단시키는 주름부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cell including: an electrode tab formed on an electrode assembly; An electrode lead coupled to the electrode tab; A pouch case for sealing the electrode assembly so that the electrode lead is drawn out to the outside; And a corrugation part formed at one side of the pouch case and expanding when the inner pressure of the pouch case reaches a critical pressure and pulling and cutting the joint part between the electrode tab and the electrode lead by the expansion force.

상기 주름부는 상기 파우치케이스의 일측에 대하여 상기 전극탭과 전극리드의 결합부위와 대향되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 셀.Wherein the folded portion is formed at a position opposite to a coupling portion between the electrode tab and the electrode lead with respect to one side of the pouch case.

상기 주름부는 상기 전극리드의 끝단과 접착되는 상기 파우치케이스의 일측에 형성된 것을 특징으로 한다.And the corrugated portion is formed on one side of the pouch case that is bonded to an end of the electrode lead.

상기 주름부는 상기 전극탭과 전극리드의 결합부위 평면적 폭보다 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 한다.And the corrugated portion is formed to be wider than the planar width of the coupling portion between the electrode tab and the electrode lead.

상기 주름부는 상기 전극탭과 전극리드가 마주하는 길이 방향을 따라 지그 재그 방식으로 형성된 것을 특징으로 한다.And the corrugations are formed in a zigzag manner along the longitudinal direction in which the electrode tabs and the electrode leads face each other.

상기 주름부는 상기 파우치케이스의 전체 면적에 대해 주름부가 없는 부분보다 팽창 반응 속도가 빠르도록 유연성 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.And the pleated portion is made of a flexible material so that the expansion reaction speed is faster than that of the portion without the wrinkle portion with respect to the entire area of the pouch case.

상기 주름부는 상기 파우치케이스의 전체 면적에 대해 주름부가 없는 부분보다 얇은 두께로 형성된 것을 특징으로 한다.And the pleated portion is formed to have a thickness thinner than a portion without a wrinkle portion with respect to the entire area of the pouch case.

상기 주름부를 포함하는 상기 파우치케이스는 금속층과 수지층으로 이루어진 라미네이트 시트인 것을 특징으로 한다.And the pouch case including the wrinkle portion is a laminate sheet composed of a metal layer and a resin layer.

상기 라미네이트 시트는 알루미늄 라미네이트 시트인 것을 특징으로 한다.And the laminate sheet is an aluminum laminate sheet.

한편, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈은, 상기 배터리 셀이 복수개 연결되어 구현되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery module including a plurality of battery cells.

본 발명의 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈은, 고압의 가스 발생으로 인하여 파우치케이스의 내부 압력이 임계 압력에 도달하면 파우치케이스의 일측에 형성된 주름부에 집중되는 강한 팽창력에 의해 보다 빠른 시점에서 전극탭과 전극리드의 결합부위를 견인하여 절단시키는 구조이기 때문에 기존과 같이 전극리드에 절곡 형성이나 V노칭 등의 변형을 줄 필요가 없으므로 제작 공정이 간소화 되고 추가적인 부품소요가 없어 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 사용 중 진동 및 충격에 의해 전극리드가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있는 등의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.When the internal pressure of the pouch case reaches a critical pressure due to the generation of high-pressure gas, the battery cell and the battery module including the battery cell of the present invention have a strong expansion force concentrated at the wrinkle portion formed at one side of the pouch case, Since the structure of pulling and cutting the joint portion between the tab and the electrode lead is not required, there is no need to deform the electrode lead such as bending or V-notching, so that the manufacturing process is simplified and no additional parts are required The manufacturing cost can be lowered and safety such as preventing the electrode lead from being damaged due to vibration and impact during use can be further improved.

도 1은 종래의 스웰링 CID가 장착된 파우치셀을 도시한 요부 사시도,
도 2는 도 1의 A부분에 대한 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 배터리 셀의 내부구조를 도시한 평면도,
도 4는 도 3의 B부분에 대한 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 도시한 정면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a principal perspective view showing a conventional pouch cell equipped with a swelling CID,
Fig. 2 is a side sectional view taken along line A in Fig. 1,
3 is a plan view showing the internal structure of the battery cell according to the present invention,
4 is a side cross-sectional view of portion B of Fig. 3,
5 is a front view showing a battery module including a battery cell according to the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 대해 첨부도면 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.

도 3은 본 발명에 따른 배터리 셀의 내부구조를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 B부분에 대한 측단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 도시한 정면도이다. FIG. 3 is a plan view showing the internal structure of the battery cell according to the present invention, FIG. 4 is a side sectional view taken along line B of FIG. 3, and FIG. 5 is a front view showing a battery module including the battery cell according to the present invention. to be.

본 발명의 배터리 셀(10)은, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 전극조립체(11), 한 쌍의 전극리드(12), 실란트(13) 및 파우치케이스(14)을 포함한다.The battery cell 10 of the present invention includes an electrode assembly 11, a pair of electrode leads 12, a sealant 13, and a pouch case 14 as shown in Figs.

상기 전극조립체(11)는 전극판(11a)과 전극탭(11b)을 이루어진 것으로서, 적층된 전극판(11a)은 양극 및 음극 사이에 분리막을 개재하여 형성된 적층 구조로 이루어져 있다. The electrode assembly 11 is composed of an electrode plate 11a and an electrode tab 11b and the laminated electrode plate 11a has a laminated structure formed with a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.

상기 전극탭(11b)은 상기 전극판(11a)과 일체로 형성되는 것으로서, 전극판(11a)에서 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부 영역에 해당한다. The electrode tab 11b is formed integrally with the electrode plate 11a and corresponds to an uncoated region in which the electrode active material is not coated on the electrode plate 11a.

상기 전극리드(12)는 얇은 판상의 금속으로서, 상기 전극탭(11b)의 말단에 덧대어 납땜 용접 또는 초음파 용접 등으로 용착되어 전극조립체(11)의 외측 방향으로 연장된다. The electrode lead 12 is a thin plate-like metal and is welded to the end of the electrode tab 11b by soldering or ultrasonic welding to extend outwardly of the electrode assembly 11.

상기 실란트(13)는 상기 전극리드(12)의 폭 방향 둘레에 부착되어 전극리드(12)와 파우치케이스(14)의 내측면 사이에 개재되는 것으로서, 절연성 및 열 융착성을 갖는 필름으로 이루어진다. 즉, 상기 실란트(13)는 전극리드(12)가 인출되는 영역에서 파우치케이스(14)의 밀봉력을 향상시키는 역할을 한다.The sealant 13 is disposed around the electrode lead 12 in the width direction and interposed between the electrode lead 12 and the inner surface of the pouch case 14. The sealant 13 is made of a film having insulation and heat sealability. That is, the sealant 13 enhances the sealing force of the pouch case 14 in a region where the electrode lead 12 is drawn out.

상기 파우치케이스(14)는 상기 전극리드(12)가 외부로 인출되도록 전극조립체(11)를 수용한 채로 상부케이스(14a)와 하부케이스(14b)가 맞닿는 테두리 영역(14c)이 열 융착됨으로써 밀봉된다.The pouch case 14 is thermally fused with the rim region 14c where the upper case 14a and the lower case 14b are in contact with each other while the electrode assembly 12 is received in such a manner that the electrode lead 12 is drawn out, do.

이러한 상기 파우치케이스(14)는 우수한 열 융착성과 형상을 유지하고 전극조립체(11)를 보호하기 위한 강성 및 절연성을 모두 확보하기 위해 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트인 다층 구조이며, 특히 라미네이트 시트는 알루미늄 라미네이트 시트로 구성할 수 있다. The pouch case 14 is a multilayer structure which is a laminate sheet including a metal layer and a resin layer in order to secure both the rigidity and the insulation for maintaining the heat-sealability and the shape and for protecting the electrode assembly 11, Can be composed of an aluminum laminate sheet.

또한, 상기 파우치케이스(14)의 일측에 대하여 상기 전극탭(11b)과 전극리드(12)가 접하는 상부 또는 하부에는 가스 발생으로 파우치케이스(14)의 내부 압력이 임계 압력에 도달하면 팽창되면서 전극탭(11b)과 전극리드(12)의 결합부위를 견인하여 절단시키는 주름부(14d)가 형성되어 있다.When the inner pressure of the pouch case 14 reaches a critical pressure due to the generation of gas at the upper or lower portion where the electrode tabs 11b and the electrode leads 12 are in contact with one side of the pouch case 14, A wrinkle portion 14d for pulling and cutting the joining portion of the tab 11b and the electrode lead 12 is formed.

이때, 상기 주름부(14d)는 상기 전극리드(12)의 끝단과 선택적으로 접착되는 상기 상부케이스(14a) 또는 하부케이스(14b)의 일측에 형성되면서 상기 전극탭(11b)과 전극리드(12)의 결합부위에 대향되도록 형성되어 있다.At this time, the corrugated portion 14d is formed on one side of the upper case 14a or the lower case 14b, which is selectively bonded to the end of the electrode lead 12, while the electrode tab 11b and the electrode lead 12 As shown in Fig.

즉, 상기 주름부(14d)는 예를 들어 상기 전극리드(12)의 끝단과 접착부(15)를 매개로 접착되는 부분이 상부케이스(14a)일 경우 상부케이스(14a)에 형성되도록 방향성을 갖는다.That is, the corrugated portion 14d has a directionality such that, for example, when the portion of the electrode lead 12, which is adhered to the end of the electrode lead 12 via the adhesive portion 15, is formed in the upper case 14a, .

상기 접착부(15)는 상기 파우치케이스(14)의 내부 압력이 임계 압력에 도달하면 팽창되면서 그 팽창력에 의해 전극리드(12)의 끝단을 견인함으로써 전극탭(11b)과 전극리드(12)의 결합부위가 꺽임과 동시에 절단되도록 하는 역할을 한다.The bonding portion 15 is expanded when the internal pressure of the pouch case 14 reaches the critical pressure and the end of the electrode lead 12 is pulled by the inflation force to cause the bonding between the electrode tab 11b and the electrode lead 12 So that the part is broken at the same time.

상기 주름부(14d)는 상기 전극탭(11b)과 전극리드(12)의 결합부위 상측에 위치되면서 전극탭(11b)과 전극리드(12)의 결합부위 평면적 폭보다 넓게 형성되어 있다.The corrugated portion 14d is formed on the upper side of the coupling portion between the electrode tab 11b and the electrode lead 12 and is wider than the planar width of the coupling portion of the electrode tab 11b and the electrode lead 12. [

상기 주름부(14d)는 상기 파우치케이스(14)의 전체 면적에 대해 주름부(14d)가 없는 부분보다 팽창량을 증대시키도록 상기 전극탭(11b)과 전극리드(12)가 마주하는 길이 방향을 따라 지그 재그 방식으로 형성되어 있다.The corrugated portion 14d is formed to extend in the longitudinal direction of the electrode lead 11b so that the electrode tab 11b and the electrode lead 12 face each other so as to increase the amount of expansion of the entire area of the pouch case 14 In a zigzag manner.

즉, 상기 주름부(14d)는 상기 파우치케이스(14)의 전체 면적에 대해 주름부(14d)가 없는 부분보다 팽창 반응 속도가 빠르도록 유연성이 높은 재질로 형성할 수도 있다. 예를 들어 파우치케이스(14)의 전체 면적에 대해 주름부(14d)가 없는 부분보다 얇은 두께로 형성하여 유연성을 높일 수도 있다.That is, the corrugated portion 14d may be made of a material having high flexibility such that the expansion reaction speed is faster than the portion where the corrugated portion 14d is not present in the entire area of the pouch case 14. For example, the pouch case 14 may be formed to have a thinner thickness than the portion where the corrugation 14d is not present, so that the flexibility of the pouch case 14 can be increased.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)은 가스 발생으로 인하여 파우치케이스(14)의 내부 압력이 임계 압력에 도달하면 도 5와 같이 주름부(14d)가 팽창되면서 팽창량을 증대시키는 구조이기 때문에 주름부(14d)에 대향되게 위치한 전극탭(11b)과 전극리드(12)의 결합부위가 팽창량이 증대되는 쪽으로 견인되어 꺽이면서 절단이 이루어지게 된다. As described above, when the internal pressure of the pouch case 14 reaches the critical pressure due to the generation of gas, the battery cell 10 according to the embodiment of the present invention expands the wrinkled portion 14d as shown in FIG. 5, The joining portion of the electrode tab 11b and the electrode lead 12 located opposite to the corrugated portion 14d is pulled toward the side where the expansion amount is increased and the cutting is performed.

이러한 주름부(14d)의 팽창량은 전극탭(11b)과 전극리드(12)의 결합부위가 견인되어 상승될 수 있는 한계치보다 크고, 전극리드(12)는 상기 주름부(14d)의 팽창력에 의해 상부케이스(14a)를 따라 견인될 때 전극탭(11b)을 잡아 당기는 힘과 전극탭(11b)이 끌려가지 않으려는 힘이 충돌하는 현상 때문에 전극탭(11b)으로부터 절단(파괴)되고, 이로 인하여 전기적인 연결이 단절됨으로써 배터리 셀(10)에 대한 셀 레벨 안정성을 확보할 수 있다.The amount of expansion of the corrugated portion 14d is larger than the limit that the joint portion between the electrode tab 11b and the electrode lead 12 can be pulled up and the electrode lead 12 is deformed by the expansion force of the corrugated portion 14d (Fractured) from the electrode tab 11b due to the phenomenon that the pulling force of the electrode tab 11b collides with the force that the electrode tab 11b is not to be drawn when pulled along the upper case 14a, The electrical connection is cut off, so that the cell level stability of the battery cell 10 can be secured.

또한, 상기 주름부(14d)는 상기 파우치케이스(14)의 전면 팽창량을 낮추면서 주름부(14d)에만 집중되도록 구현할 수 있기 때문에 파우치케이스(14)의 불필요한 제작 공정이 간소화되고 추가적인 부품을 줄여 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 주름부(14d)에 집중되는 강한 팽창력에 의해 보다 빠른 시점에서 전극탭(11b)과 전극리드(12)의 결합부위를 절단할 수 있으므로 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.Since the wrinkle portion 14d can be concentrated only on the wrinkle portion 14d while lowering the front expansion amount of the pouch case 14, the unnecessary manufacturing process of the pouch case 14 is simplified, The manufacturing cost can be lowered and the joint between the electrode tab 11b and the electrode lead 12 can be cut off at a faster point by the strong expansion force concentrated on the wrinkle portion 14d, .

또, 상기 주름부(14d)는 기존과 같이 전극리드(12)에 절곡 형성이나 V노칭 등의 변형을 줄 필요가 없기 때문에 사용 중 진동 및 충격에 의해 전극리드(12)가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있으므로 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, since the corrugated portion 14d does not need to deform the electrode lead 12 by bending or V-notching as in the conventional method, the electrode lead 12 is not damaged by vibration or impact during use The safety can be further improved.

한편, 이러한 파우치케이스(14)의 주름부(14d)는 배터리 셀(10)이 복수 개 연결되어 구현됨으로써 출력 전압이나 용량 등이 더욱 큰 배터리 모듈(M)에 있어서 더욱 중요할 수 있는데, 이러한 배터리 모듈(M)은 도 5에 도시되어 있다.The corrugated portion 14d of the pouch case 14 may be more important for a battery module M having a larger output voltage or capacity because a plurality of battery cells 10 are connected to each other. The module (M) is shown in Fig.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(M)은 배터리 셀(10)이 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬이 혼합된 방식으로 연결되어 구현되는 셀 집합체, 셀 집합체를 수용하는 모듈케이스(20), 배터리 셀(10)과 연결되는 버스바(30), 모듈케이스(20)의 외측으로 돌출되어 버스바(30)와 연결되는 외부단자(40)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a battery module M according to an embodiment of the present invention includes a cell cluster 10 in which a battery cell 10 is connected in series, parallel, or a combination of series and parallel, The module case 20 includes a bus bar 30 connected to the battery cell 10 and an external terminal 40 protruding outside the module case 20 and connected to the bus bar 30.

이러한 배터리 모듈(M)에 채용되는 복수의 배터리 셀(10) 중 적어도 하나 이상은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)에 해당하며, 이로써 배터리 모듈(M) 사용상의 안전성이 확보될 수 있다.At least one of the plurality of battery cells 10 employed in the battery module M corresponds to the battery cell 10 according to the embodiment of the present invention described above, Can be secured.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. You must see.

10 : 배터리 셀 11 : 전극조립체
11a : 전극판 11b : 전극탭
12 : 전극리드 13 : 실란트
14 : 파우치케이스 14a : 상부케이스
14b : 하부케이스 14c : 테두리영역
14d : 주름부 15 : 접착부
20 : 모듈케이스 30 : 버스바
40 : 외부단자 M : 배터리 모듈10: battery cell 11: electrode assembly
11a: electrode plate 11b: electrode tab
12: electrode lead 13: sealant
14: pouch case 14a: upper case
14b: lower case 14c: rim area
14d: corrugation 15:
20: Module case 30: Bus bar
40: External terminal M: Battery module

Claims (10)

전극조립체에 형성된 전극탭;
상기 전극탭에 결합되는 전극리드;
상기 전극리드가 외부로 인출되도록 상기 전극조립체를 밀봉하는 파우치케이스; 및
상기 파우치케이스의 일측에 형성되어 상기 파우치케이스의 내부 압력이 임계 압력에 도달하면 팽창되면서 그 팽창력에 의해 상기 전극탭과 전극리드의 결합부위를 견인하여 절단시키는 주름부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.An electrode tab formed on the electrode assembly;
An electrode lead coupled to the electrode tab;
A pouch case for sealing the electrode assembly so that the electrode lead is drawn out to the outside; And
And a wrinkle portion formed at one side of the pouch case and expanding when the inner pressure of the pouch case reaches a critical pressure and pulling and cutting the joint portion between the electrode tab and the electrode lead by the expansion force thereof. . 청구항 1에 있어서,
상기 주름부는 상기 파우치케이스의 일측에 대하여 상기 전극탭과 전극리드의 결합부위와 대향되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 셀.The method according to claim 1,
Wherein the folded portion is formed at a position opposite to a coupling portion between the electrode tab and the electrode lead with respect to one side of the pouch case. 청구항 1에 있어서,
상기 주름부는 상기 전극리드의 끝단과 접착되는 상기 파우치케이스의 일측에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 셀.The method according to claim 1,
Wherein the folded portion is formed on one side of the pouch case that is bonded to an end of the electrode lead. 청구항 1에 있어서,
상기 주름부는 상기 전극탭과 전극리드의 결합부위 평면적 폭보다 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 셀.The method according to claim 1,
Wherein the corrugated portion is formed to be wider than the planar width of the coupling portion of the electrode tab and the electrode lead. 청구항 1에 있어서,
상기 주름부는 상기 전극탭과 전극리드가 마주하는 길이 방향을 따라 지그 재그 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 셀.The method according to claim 1,
Wherein the wrinkle portion is formed in a zigzag manner along the longitudinal direction in which the electrode tab and the electrode lead face each other. 청구항 1에 있어서,
상기 주름부는 상기 파우치케이스의 전체 면적에 대해 주름부가 없는 부분보다 팽창 반응 속도가 빠르도록 유연성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 셀.The method according to claim 1,
Wherein the folded portion is made of a flexible material so that an expansion reaction speed is faster than a portion having no folded portion with respect to the entire area of the pouch case. 청구항 1에 있어서,
상기 주름부는 상기 파우치케이스의 전체 면적에 대해 주름부가 없는 부분보다 얇은 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 셀.The method according to claim 1,
Wherein the wrinkle portion is formed to have a thickness thinner than a portion without a wrinkle portion with respect to the entire area of the pouch case. 청구항 1에 있어서,
상기 주름부를 포함하는 상기 파우치케이스는 금속층과 수지층으로 이루어진 라미네이트 시트인 것을 특징으로 하는 배터리 셀.The method according to claim 1,
Wherein the pouch case including the wrinkle portion is a laminate sheet including a metal layer and a resin layer. 청구항 8에 있어서,
상기 라미네이트 시트는 알루미늄 라미네이트 시트인 것을 특징으로 하는 배터리 셀.The method of claim 8,
Wherein the laminate sheet is an aluminum laminate sheet. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 셀이 복수개 연결되어 구현되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.The battery module according to any one of claims 1 to 9, wherein a plurality of battery cells are connected.
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